WO1997007423A1 - Dispositif optique pour homogeneiser un faisceau laser - Google Patents

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WO1997007423A1
WO1997007423A1 PCT/FR1996/001251 FR9601251W WO9707423A1 WO 1997007423 A1 WO1997007423 A1 WO 1997007423A1 FR 9601251 W FR9601251 W FR 9601251W WO 9707423 A1 WO9707423 A1 WO 9707423A1
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front lenses
laser beam
lens
assembly means
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Bruno Godard
Robert Stehle
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Societe De Production Et De Recherches Appliquees
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    • B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
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    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
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    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0905—Dividing and/or superposing multiple light beams

Definitions

  • the present invention relates to a device for homogenizing a laser beam.
  • the energy distribution along the cross section of a laser beam is of Gaussian appearance, in any case variable according to the cross section of the beam.
  • This homogeneity is especially required when the sample to be treated by laser is large (as described in the French Patent Application entitled “Device and method of surface treatment by laser”, filed in the name of the Applicant on 11 August 1995 under No. 95 09778, the content of which forms an integral part of this Request, for all practical purposes). It is also required when the incident laser beam is a combination of several laser beams emanating from a chain of laser modules arranged in parallel and / or in series (as described in the French Patent Application entitled “Method and control device a laser source with several laser modules to optimize the surface treatment by laser ", also filed in the name of the Applicant on August 11, 1995 under No. 95 09780, and the content of which forms an integral part of the present Application, for all purposes). We already know means for homogenizing a laser beam.
  • the document EP-A-0 266 120 describes a homogenizer which comprises a matrix of front lenses, joined, arranged in m rows and n columns, perpendicular to the direction of propagation of the laser beam to be treated, and suitable for cutting said laser beam into mxn laser beams each having a substantially uniform cross section, and a substantially homogeneous energy distribution.
  • At least one collection lens converging, arranged perpendicular to the direction of propagation of the light beam, downstream of the front lenses in the direction of the path of the laser beam focuses in a determined area of a chosen plane the beams from the front lenses.
  • the lens matrix comes from a single piece machined in the format of said matrix. It makes it possible to obtain a plurality of laser beams each having a uniform and substantially identical intensity.
  • the present invention provides a solution to these problems.
  • It relates to an optical device for homogenizing a laser beam of the type described above.
  • the invention comprises assembly means suitable for individually assembling the front lenses to each other, so that they do not disturb the path of the light beams passing through said front lenses thus assembled.
  • Such a device makes it possible to replace a defective front lens without changing the whole set of front lenses. It also makes it possible to improve the maintenance of said lenses as well as their adaptation to laser beams of different sizes. It thus finds an advantageous application when the beam to be homogenized is a combination of several laser beams emanating from a chain of laser modules placed in series and / or in parallel.
  • the assembly means are by gluing.
  • each front lens has a generally parallelepiped shape with an entry face, an exit face and four side faces.
  • At least one side face of a front lens intended to be assembled to a side face of an adjacent front lens comprises a transverse groove formed near the outlet face of said front lens.
  • the groove thus formed is intended for the insertion of glue.
  • the assembly means are by clamping.
  • the groove thus formed is intended for the insertion of a wire or a rod secured to a frame surrounding the plurality of front lenses.
  • the assembly means comprise a grid having a plurality of bars of small width compared to that of the front lenses and to which are applied by gluing and / or tightening the outlet faces of the front lenses.
  • the front lenses are of the convex-plane, biconvex or convex-concave type, and convergent or divergent.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the essential means of a homogenizer
  • Figure 2 is a variant of the homogenizer described with reference to Figure 1;
  • FIG. 3 is a homogenizer with two collection lenses
  • FIG. 5 illustrates the assembly by bonding of the front lenses of the convex-concave type according to the invention
  • FIG. 6 illustrates the assembly by clamping and / or bonding of the front lenses of the convex-plane type according to the invention.
  • FIG. 7 illustrates the assembly by clamping and / or bonding of the front lenses of the convex-concave type according to the invention.
  • the reference FLA designates the laser beam to be homogenized.
  • This laser beam has a non uniform energy distribution in cross section. It emanates for example from a laser or a chain of laser modules placed in parallel or in series.
  • this laser beam is intended for annealing amorphous silicon by laser.
  • One application is to illuminate a large panel of amorphous silicon for the manufacture of flat liquid crystal screens. This laser beam is applied to the target plane CIB carrying the sample to be treated.
  • the optical device for homogenizing a laser beam here comprises mxn front lenses LF, contiguous, arranged in m lines and n columns perpendicular (transversely) to the direction of propagation of the laser beam to be treated, m and n are whole numbers, for example m and n are equal to 7.
  • the front lenses are arranged in a right or oblique rectangular matrix. For example, they are regularly distributed inside a rectangle or a parallelogram.
  • These lenses cut the FLA laser beam into m ⁇ n laser beams, each having a substantially uniform cross section and a substantially homogeneous energy distribution.
  • a collection lens LC convergent, arranged perpendicular to the direction of propagation of the light beam, downstream of the front lenses LF in the direction of travel of the laser beam.
  • This collection lens is suitable for focusing, in the target plane CIB, the beams coming from the front lenses.
  • mxn DI diaphragms are associated respectively with mxn front lenses.
  • Each diaphragm is disposed substantially in the object focal plane of the associated lens and receives the light beam from the associated front lens in order to filter it spatially.
  • the reference "a" designates the width of a front lens LF.
  • the reference f designates the focal distance (close to the print) between a front lens and the associated diaphragm DI.
  • the reference F designates the distance (which may be different from the focal distance) between a DI diaphragm and the collection lens LC.
  • the reference A designates the width of the homogenized laser beam obtained by the homogenizer HO at the level of the plane CIB.
  • the dimension A is equal to ax F / f.
  • Each DI diaphragm comprises an opening of selected shape and dimensions, for example circular.
  • a support or mask MA maintains the plurality of diaphragms.
  • the front lenses are for example of the convex-plane, biconvex, or convex-concave type, and convergent or divergent.
  • cross section of the light beam coming from each front lens is rectangular or hexagonal, downstream of the diaphragms.
  • the optical device When the LC collection lens is small in diameter, the optical device is less expensive and has fewer optical aberrations than with a large collection lens.
  • the LC collection lens is arranged so that the focal plane of the LF lenses is not coincident with that of the LC collection lens. This variant gives a reduction in the size of the homogenizing device.
  • the path of the light rays shows here that the homogenizing device is not necessarily afocal.
  • the collection lens LC is replaced by two converging lenses LC1 and LC2, arranged perpendicular to the direction of propagation. of the light beam, downstream of the front lenses LF and the associated DI diaphragms.
  • These collection lenses LC1 and LC2 are movable in translation along the optical axis.
  • the distance d between the two lenses LC1 and LC2 is varied to vary the resulting focal length and to obtain, at the level of the target plane CIB, a homogenized beam size suitable for the chosen application, for example the size of the panels to be treated in the case of an amorphous silicon annealing.
  • the other optical elements namely the front lenses LF, the diaphragms DI and the target plane CIB can also be movable in translation along the optical axis.
  • the choice of the relative distances between the different optical elements makes it possible not only to adapt the size of the homogenized laser beam to the chosen application (possibility of choosing the magnification by varying the distance d), but also to reduce the bulk. of the homogenizer device.
  • the choice of the distance d also makes it possible to adjust the energy per unit area delivered by the laser beam, as described in the Patent Application filed by the Applicant for "Method and control device of a laser source with several laser modules to optimize the surface treatment by laser "and already mentioned above.
  • FIG. 4 the path of several beams is shown through several front lenses LF of the same line m.
  • front lenses LF of the same line m.
  • These front lenses are for example of the convex-plane type. They are of general shape parallelepiped with one entry face FE, one exit face FS and four side faces FL1 to FL4.
  • the convex part (entry face) receives the laser beam to be treated FLA.
  • a lateral face of a front lens is defined for example by the points A2, A'3, B'3 and B2 for the lateral face FL3 of the central lens LF2.
  • the laser beam to be treated from point A1 is applied to the central lens LF2 at point A2. This beam passes through the front lens LF2 to point A3 and then is routed to point A4. Note that point A3 is slightly offset from point A'3.
  • the convex part of a front lens here comprises two sharp edges such as BV.
  • the front lens LF2 comprises a groove EN4 of shallow depth formed transversely in the lateral face FL1.
  • the front lens LF2 comprises a groove EN3 of shallow depth formed transversely in the lateral face FL2.
  • the grooves are formed near the exit face of the front lens.
  • the two adjacent front lenses LF2 and LF3 are joined to each other.
  • the cooperation of the respective grooves EN3 and EN2 allows bonding of said lenses by applying glue in said grooves EN3 and EN2, without disturbing the optical properties of the light beams passing through said front lenses LF2 and LF3.
  • the path of the beam Bl through the central front lens LF2 passes along the points B2, B3 and B4. It should be noted advantageously that the light path is not disturbed by the EN grooves and the CH chamfers.
  • the front lenses are generally rectangular or hexagonal with sides of a length of the order of lcm.
  • the beam to homogenize FLA is rectangular with sides of the order of 5 to 8 cm.
  • the assembly by gluing of the front lenses according to the invention can also be applied to divergent front lenses of the convex-concave type.
  • grooves described with reference to Figures 4 and 5 can also be used for the insertion of wire or rod (not shown) secured to a frame (not shown) surrounding the matrix of front lenses. These wires or rods thus inserted into the grooves make it possible to juxtapo ⁇ ser and secure the front lenses. These wires or rods can be inserted and held in the grooves by gluing and / or tightening.
  • the assembly means comprise a grid having a plurality of bars, represented here in BX 1 to BX 4, of small width compared to that of the front lenses, and to which are applied by bonding and / or tightening the exit faces of the front lenses.
  • the EN grooves described with reference to FIGS. 4 and 5 can advantageously be omitted in the assembly according to FIGS. 6 and 7.
  • the front lenses are convergent and of the convex-plane type.
  • the front lenses are divergent and of the convex-concave type.

Abstract

Le dispositif optique comprend une pluralité de lentilles frontales (LF), jointives, disposées en m lignes et n colonnes, perpendiculairement à la direction de propagation du faisceau laser, et propres à découper le faisceau laser à traiter en m x n faisceaux laser ayant chacun une section transversale sensiblement uniforme, et une répartition énergétique sensiblement homogène. Des moyens d'assemblage assemblent individuellement les lentilles frontales (LF) les unes aux autres, de telle sorte qu'elles ne perturbent pas la marche des faisceaux lumineux traversant lesdites lentilles frontales (LF) ainsi assemblées. Les moyens d'assemblage sont par collage et/ou serrage.

Description

Dispositif optique pour homogénéiser un faisceau laser
La présente invention concerne un dispositif pour homogénéi¬ ser un faisceau laser.
Elle trouve une application générale dans tout domaine technique utilisant un laser, et notamment dans le traitement de surface par laser, tel que le recuit de silicium amorphe, le nettoyage, le polissage et la préparation de surface, notamment.
D'une façon générale, la répartition énergétique selon la section droite d'un faisceau laser, au moins dans l'ordre d'émission le plus bas, est d'allure gaussienne, en tout cas variable selon la section droite du faisceau.
Or, pour obtenir, par exemple, un recuit optimal de silicium amorphe, il est nécessaire d'appliquer un faisceau laser ayant une répartition énergétique homogène et sensiblement uniforme.
Cette homogénéité est surtout requise lorsque l'échantillon à traiter par laser est de grande taille (comme cela est décrit dans la Demande de Brevet français intitulée "Disposi¬ tif et procédé de traitement de surface par laser", déposée au nom du Demandeur le 11 août 1995 sous le N° 95 09778, et dont le contenu fait partie intégrante de la présente Demande, à toutes fins utiles). Elle est également exigée lorsque le faisceau laser incident est une combinaison de plusieurs faisceaux laser émanant d'une chaine de modules laser agencés en parallèle et/ou en série (comme cela est décrit dans la Demande de Brevet français intitulée "Procédé et dispositif de commande d'une source laser à plusieurs modules laser pour optimiser le traitement de surface par laser", déposée également au nom du Demandeur le 11 août 1995 sous le N° 95 09780, et dont le contenu fait partie inté¬ grante de la présente Demande, à toutes fins utiles). On connait déjà des moyens permettant d'homogénéiser un faisceau laser.
Par exemple, le document EP-A-0 266 120 décrit un homogénéi- seur qui comprend une matrice de lentilles frontales, jointi- ves, disposées en m lignes et n colonnes, perpendiculairement à la direction de propagation du faisceau laser à traiter, et propres à découper ledit faisceau laser en m x n faisceaux laser ayant chacun une section transversale sensiblement uniforme, et une répartition énergétique sensiblement homogène.
Au moins une lentille de collection, convergente, disposée perpendiculairement à la direction de propagation du faisceau de lumière, en aval des lentilles frontales selon le sens du cheminement du faisceau laser focalise dans une zone détermi¬ née d'un plan choisi les faisceaux issus des lentilles frontales.
La matrice de lentilles est issue d'une seule pièce usinée au format de ladite matrice. Elle permet d'obtenir une pluralité de faisceaux laser ayant chacun une intensité uniforme et sensiblement identique.
L'inconvénient d'une telle matrice de lentilles, formée d'une seule pièce est de rendre nécessaire le changement de la totalité de la matrice lorsque seulement l'une des lentilles est défectueuse. De plus, le format de la matrice et le nombre de lentilles sont figés. Une telle matrice ne peut donc s'adapter qu'à une seule taille de faisceau laser à homogénéiser.
La présente invention apporte une solution à ces problèmes.
Elle porte sur un dispositif optique pour homogénéiser un faisceau laser du type décrit ci-avant.
Selon une définition générale de l'invention, il comprend des moyens d'assemblage propres à assembler individuellement les lentilles frontales les unes aux autres, de telle sorte qu'elles ne perturbent pas la marche des faisceaux lumineux traversant lesdites lentilles frontales ainsi assemblées.
Un tel dispositif permet de remplacer une lentille frontale défectueuse sans changer tout l'ensemble des lentilles frontales. Il permet aussi d'améliorer la maintenance desdites lentilles ainsi que leur adaptation à des faisceaux laser de différentes tailles. Il trouve ainsi une application avantageuse lorsque le faisceau à homogénéiser est une combinaison de plusieurs faisceaux laser émanant d'une chaine de modules laser mis en série et/ou en parallèle.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens d'assemblage sont par collage.
En pratique, chaque lentille frontale est de forme générale parallélépipédique avec une face d'entrée, une face de sortie et quatre faces latérales.
Avantageusement, au moins une face latérale d'une lentille frontale destinée à être assemblée à une face latérale d'une lentille frontale adjacente comprend une rainure transversale ménagée à proximité de la face de sortie de ladite lentille frontale.
Dans le premier mode de réalisation de l'invention, la rainure ainsi ménagée est destinée à l'insertion de colle.
Selon un second mode de réalisation de l'invention, les moyens d'assemblage sont par serrage.
Dans ce second mode de réalisation de l'invention, la rainure ainsi ménagée est destinée à l'insertion d'un fil ou d'une tige solidaire d'un cadre entourant la pluralité de lentilles frontales.
Selon un autre aspect de l'invention, les moyens d'assemblage comprennent une grille possédant une pluralité de barreaux de faible largeur par rapport à celle des lentilles frontales et sur lesquels sont appliquées par collage et/ou serrage les faces de sortie des lentilles frontales.
En pratique, les lentilles frontales sont du type convexe- plan, biconvexe ou convexe-concave, et convergentes ou divergentes.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lumière de la description détaillée ci- après et des dessins dans lesquels:
- la figure 1 est une représentation schématique des moyens essentiels d'un homogénéiseur;
- la figure 2 est une variante de l'homogénéiseur décrit en référence à la figure 1;
- la figure 3 est un homogénéiseur à deux lentilles de collection;
- la figure 4 illustre l'assemblage par collage des lentilles frontales du type convexe-plan selon l'invention;
- la figure 5 illustre l'assemblage par collage des lentilles frontales du type convexe-concave selon l'invention;
- la figure 6 illustre l'assemblage par serrage et/ou collage des lentilles frontales du type convexe-plan selon l'inven- tion; et
- la figure 7 illustre l'assemblage par serrage et/ou collage des lentilles frontales du type convexe-concave selon l'invention.
Sur la figure 1, la référence FLA désigne le faisceau laser à homogénéiser. Ce faisceau laser a une répartition énergéti¬ que non uniforme en section droite. Il émane par exemple d'un laser ou d'une chaîne de modules laser mis en parallèle ou en série.
Par exemple, ce faisceau laser est destiné au recuit du silicium amorphe par laser. Une application consiste à illuminer un panneau de grande taille de silicium amorphe pour la fabrication d'écrans plats à cristaux liquides. Ce faisceau laser est appliqué sur le plan cible CIB portant l'échantillon à traiter.
Le dispositif optique pour homogénéiser un faisceau laser comprend ici m x n lentilles frontales LF, jointives, disposées en m lignes et n colonnes perpendiculairement (transversalement) à la direction de propagation du faisceau laser à traiter, m et n sont des nombres entiers, par exemple m et n sont égaux à 7. Les lentilles frontales sont agencées selon une matrice rectangulaire droite ou oblique. Par exemple, elles sont régulièrement distribuées à l'intérieur d'un rectangle ou d'un parallélogramme.
Ces lentilles découpent le faisceau laser FLA en m x n faisceaux laser ayant chacun une section transversale sensiblement uniforme et une répartition énergétique sensi¬ blement homogène.
Il est prévu une lentille de collection LC, convergente, disposée perpendiculairement à la direction de propagation du faisceau de lumière, en aval des lentilles frontales LF selon le sens de cheminement du faisceau laser. Cette lentille de collection est propre à focaliser, dans le plan cible CIB, les faisceaux issus des lentilles frontales.
Avantageusement, m x n diaphragmes DI sont associés respecti¬ vement aux m x n lentilles frontales. Chaque diaphragme est disposé sensiblement dans le plan focal objet de la lentille associée et reçoit le faisceau de lumière issu de la lentille frontale associée afin de le filtrer spatialemenτ.. La référence "a" désigne la largeur d'une lentille frontale LF. La référence f désigne la distance focale (proche du tirage) entre une lentille frontale et le diaphragme associé DI. La référence F désigne la distance (qui peut être différente de la distance focale) entre un diaphragme DI et la lentille de collection LC. La référence A désigne la largeur du faisceau laser homogénéisé obtenu par l'homogénéi¬ seur HO au niveau du plan CIB. La dimension A est égale à a x F / f.
Chaque diaphragme DI comprend une ouverture de forme et dimensions choisies, par exemple circulaire. Un support ou masque MA maintient la pluralité de diaphragmes.
Les lentilles frontales sont par exemple du type convexe- plan, biconvexe, ou convexe-concave, et convergentes ou divergentes.
Il est ici fait en sorte que la section transversale du faisceau de lumière issu de chaque lentille frontale est rectangulaire ou hexagonale, en aval des diaphragmes.
Lorsque la lentille de collection LC est de petit diamètre, le dispositif optique est moins coûteux et présente moins d'aberrations optiques qu'avec une lentille de collection de grande taille.
Sur la figure 2, la lentille de collection LC est disposée de telle sorte que le plan focal des lentilles LF n'est pas confondu avec celui de la lentille de collection LC. Cette variante confère une réduction de l'encombrement du disposi¬ tif homogénéiseur.
La marche des rayons lumineux montre ici que le dispositif homogénéiseur n'est pas nécessairement afocal.
En référence à la figure 3, la lentille de collection LC est remplacée par deux lentilles LC1 et LC2, convergentes, disposées perpendiculairement à la direction de propagation du faisceau de lumière, en aval des lentilles frontales LF et des diaphragmes DI associés.
Ces lentilles de collection LC1 et LC2 sont mobiles en translation selon l'axe optique.
On fait varier la distance d entre les deux lentilles LC1 et LC2 pour faire varier la focale résultante et obtenir au niveau du plan cible CIB une taille de faisceau homogénéisé adaptée à l'application choisie, par exemple la taille des panneaux à traiter dans le cas d'un recuit de silicium amorphe.
Il est à remarquer que les autres éléments optiques, à savoir les lentilles frontales LF, les diaphragmes DI et le plan cible CIB peuvent aussi être mobiles en translation selon l'axe optique.
Le choix des distances relatives entre les différents éléments optiques permet non seulement d'adapter la taille du faisceau laser homogénéisé à l'application choisie (possibi¬ lité de choisir le grandissement en faisant varier la distance d), mais aussi de réduire l'encombrement du disposi¬ tif homogénéiseur.
Il est à remarquer également que le choix de la distance d permet aussi d'ajuster l'énergie par unité de surface délivrée par le faisceau laser, comme cela est décrit dans la Demande de Brevet déposée par le Demandeur pour "Procédé et dispositif de commande d'une source laser à plusieurs modules laser pour optimiser le traitement de surface par laser" et déjà mentionnée ci-avant.
Sur la figure 4, on a représenté la marche de plusieurs faisceaux à travers plusieurs lentilles frontales LF d'une même ligne m. Pour faciliter la compréhension de l'invention, seulement trois lentilles frontales sont schématisées les unes à côté des autres. Ces lentilles frontales sont par exemple dé type convexe-plan. Elles sont de forme générale parallélépipédique avec une face d'entrée FE, une face de sortie FS et quatre faces latérales FL1 à FL4. La partie convexe (face d'entrée) reçoit le faisceau laser à traiter FLA. Une face latérale d'une lentille frontale est définie par exemple par les points A2, A'3, B'3 et B2 pour la face latérale FL3 de la lentille centrale LF2.
Le faisceau laser à traiter issu du point Al est appliqué sur la lentille centrale LF2 au niveau du point A2. Ce faisceau traverse la lentille frontale LF2 jusqu'au point A3 pour être ensuite acheminé vers le point A4. Il est à remarquer que le point A3 est légèrement décalé par rapport au point A'3.
La partie convexe d'une lentille frontale comprend ici deux bords vifs tels que BV.
Selon l'invention, la lentille frontale LF2 comprend une rainure EN4 de faible profondeur ménagée transversalement dans la face latérale FL1.
De même, la lentille frontale LF2 comprend une rainure EN3 de faible profondeur ménagée transversalement dans la face latérale FL2.
De préférence, les rainures sont ménagées à proximité de la face de sortie de la lentille frontale.
Il en est de même pour les autres lentilles frontales.
Les deux lentilles frontales adjacentes LF2 et LF3 sont accolées l'une à l'autre. La coopération des rainures EN3 et EN2 respectives permet un collage desdites lentilles par application de colle dans lesdites rainures EN3 et EN2, sans perturbation des propriétés optiques des faisceaux lumineux traversant lesdites lentilles frontales LF2 et LF3.
La marche du faisceau Bl à travers la lentille frontale centrale LF2 passe selon les points B2, B3 et B4. Il est à remarquer avantageusement que le chemin lumineux n'est pas perturbé par les rainures EN et les chanfreins CH.
Les lentilles frontales sont de forme générale rectangulaire ou hexagonale avec des côtés d'une longueur de l'ordre de lcm.
Par exemple, le faisceau à homogénéiser FLA est rectangulaire avec des côtés de l'ordre de 5 à 8 cm.
En référence à la figure 5, l'assemblage par collage des lentilles frontales selon l'invention peut s'appliquer aussi à des lentilles frontales divergentes du type convexe- concave.
Il est à remarquer que les rainures décrites en référence aux figures 4 et 5 peuvent aussi servir à l'insertion de fil ou tige (non représenté) solidaire d'un cadre (non représenté) entourant la matrice de lentilles frontales. Ces fils ou tiges ainsi insérés dans les rainures permettent de juxtapo¬ ser et solidariser les lentilles frontales. Ces fils ou tiges peuvent être insérés et maintenus dans les rainures par collage et/ou serrage.
En référence aux figures 6 et 7, les moyens d'assemblage comprennent une grille possédant une pluralité de barreaux, représentés ici en B X 1 à B X 4, de faible largeur par rapport à celle des lentilles frontales, et sur lesquels sont appliquées par collage et/ou serrage les faces de sortie des lentilles frontales.
Les rainures EN décrites en référence aux figures 4 et 5 peuvent être avantageusement supprimées dans l'assemblage conforme aux figures 6 et 7.
Sur la figure 6, les lentilles frontales sont convergentes et du type convexe-plan. En variante, selon la figure 7, les lentilles frontales sont divergentes et du type convexe-concave.
Il est question dans ce qui précède d'homogénéiser le faisceau laser obtenu en sortie. Bien que des applications importantes impliquent l'obtention d'un faisceau dont la densité d'énergie par unité de surface soit uniforme en section droite, il est clair que le mot "homogénéiser" n'implique pas nécessairement l'égalité de la densité d'énergie sur toute le section droite, mais s'étend au contraire à l'obtention de toute distribution voulue de cette densité d'énergie.

Claims

Revendications
1. Dispositif optique pour homogénéiser un faisceau laser, comprenant :
- une pluralité de lentilles frontales (LF), jointives, disposées en m lignes et n colonnes, perpendiculairement à la direction de propagation du faisceau laser, et propres à découper le faisceau laser à traiter en m x n faisceaux laser ayant chacun une section transversale sensiblement uniforme, et une répartition énergétique sensiblement homogène,
caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'assemblage propres à assembler individuellement les lentilles frontales les unes aux autres, de telle sorte qu'elles ne perturbent pas la marche des faisceaux lumineux traversant lesdites lentilles frontales ainsi assemblées.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage des lentilles sont des moyens d'assemblage par collage.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque lentille frontale est de forme générale parallélé- pipédique avec une face d'entrée (FE), une face de sortie (FS) et quatre faces latérales (FL1 à FL4).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins une face latérale (FL1) d'une lentille frontale (LF2) destinée à être assemblée à une face latérale d'une lentille frontale adjacente (LF1) comprend une rainure transversale (EN4) ménagée à proximité de la face de sortie (FS) de ladite lentille frontale (LF2).
5. Dispositif selon la revendication 2 et la revendication 4, caractérisé en ce que la rainure (EN4) ainsi ménagée est destinée à l'insertion de colle.
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage sont des moyens de serrage.
7. Dispositif selon la revendication 4 et la revendication 6, caractérisé en ce que la rainure ainsi ménagée (EN) est destinée à l'insertion d'un fil ou d'une tige solidaire d'un cadre entourant la pluralité de lentilles frontales.
8. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage comprennent une grille possédant une pluralité de barreaux (B X l à B X 4) de faible largeur par rapport à celle des lentilles frontales dans lesquels sont appliquées par collage et/ou serrage les faces de sortie des lentilles frontales.
9. Dispositif selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que les lentilles frontales sont du type convexe-plan, biconvexe ou convexe-concave.
10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lentilles frontales sont agencées selon une matrice rectangulaire droite ou oblique.
11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lentilles frontales (LF) sont agencées de telle sorte que la section transversale du faisceau de lumière issu d'une lentille frontale (LF) est rectangulaire ou hexagonale.
12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lentilles frontales sont convergen¬ tes ou divergentes.
13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif homogénéiseur est afocal ou non.
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